多管降水法在電力線路工程基坑降水過程中的研究應用

王亞軍

(陜西省電力設計院，陜西 西安 710054)

1 概況

該工程降水地點位于榆林市榆溪河一級階地上，距離榆溪河道約1.0 km，330 kV榆神輸電力線路工程有5級塔位于榆溪河一級階地上，鐵塔基礎埋深為3 m，塔基根開約13 m，線路鐵塔基礎形式為柔性臺階式基礎，采用大開挖方式進行基坑開挖

1.1 場地地質條件

場地沉積物為第四系沖洪積形成的粉細砂，淺黃色-灰色、砂質不純，含有機質及粘性土，粘性土含量3% ～6%，粉細砂層厚度為6 m，該層下伏地層為基巖，屬侏羅紀褐色細砂巖，巖體較為完整，中厚層，產狀近乎水平，中等風化。

1.2 水文地質條件及水文地質參數

2 降水方案設計

2.1 基坑降水方案選擇

一般工程降水應根據場地水文地質條件不同，可采用基坑內挖明溝降水，點井降水，真空點井，引滲井等降水方法，每一種降水方法適用的水文地質條件都有所不同，選取合適的降水方法，可以節約成本，提前工期，收到事倍功半的效果。考慮到鐵塔基礎埋深較淺，基礎埋深為3.0 m，屬于淺基坑，含水層巖土為粉細砂的特點，可采用點井降水方法。

2.2 基坑涌水量估算

開挖后的基坑為15 m×15 m的方形基坑，利用等代大井法按照面積相等將塊狀基坑面積等代為圓形大井面積算出r0，計算潛水含水層基坑的總涌水量，根據潛水完整井穩定流計算公式(裘布依公式):

確定降水參數:

含水層厚度H=5.8 m;

基坑中心水位降深s=3 m;

將以上降水參數代入基坑的總涌水量的裘布依公式和地下潛水抽水影響半徑的庫薩金經驗公式計算基坑的總出水量為 291.87 m3/d。

2.3 用試算法求井數

采用群井降水時，漏斗曲線的平均坡度經驗值取1/10，可算出各單井水位降深必須大于4.4 m(基坑深度+漏斗曲線的平均坡度×井點距離基坑中心距離+0.5)，按照下列公式驗算

由于蔡伯喈赴試，家里朝不保夕，公婆發生激烈的爭吵，趙五娘是在家庭不和的情況下來服侍二老的。趙五娘處在痛苦的折磨之中，她在心中不無怨言。她怨——她怨伯喈的赴試不歸，但是當公婆發生爭吵時，她就強按下個人的委屈，反過來勸慰公婆。一方面，她理解二老此時的心境，充分體諒二老的苦衷；一方面，她希望一家“相和美”。她固然不同意蔡公的逼試，但也理解蔡公的愿望，當然也理解蔡婆此時心下的焦躁，所以勸他們不要爭吵。這是體會了老人痛苦的心境后發自內心的勸告。趙五娘不但盡力在物質生活上照顧二老，而且在精神上，她亦希望給老人以慰藉，使他們能相和美地度過這眼前的艱難。

當 n=8 時，Q，'=286.68 m3/d，稍微小于 Q=291.87 m3/d。

當 n=9 時 Q，'=297.85 m3/d，稍微大于 Q=291.87 m3/d。

所以井數按9個孔位確定。

在基坑四個邊布置點井群，為了減少水頭損失，各點井按完整井設計，各點井同時抽水時，在基坑內形成一個大的降水漏斗，將井群抽水效果視為一大口井的抽水效果，換算成等效圓半徑為，根據潛水井總涌水量方程，粉細砂滲透系數κ取當地經驗值，K=5.5 m/d，計算基坑總涌水量為607m3/d，再根據方程式用試算法確定管井的個數約為9個。

2.4 布井方式

井點布置沿基坑周邊布置，井點距離基坑邊保持1.5 m距離，位于上游一邊布置3個井點，其余三個邊各布置2個井點，形成封閉狀(井點布置見圖1)，按照砂土邊坡坡率允許值按自然休止角為45°考慮，并考慮到鐵塔根開大小及方便基礎澆筑支模占用外放尺寸的需要，基坑底邊長約為12 m，基坑上部邊長約為15 m。因為線路鐵塔基坑為正方形，各井點距離基坑中心距離幾乎相等，在抽水過程中，各井點涌水量近似相等的。

圖1 基坑尺寸及井點布置示意圖

2.5 降水前準備工作

動力:動力柴油機 標定功率12.13 kw，標定轉速為2 200

單井降水時水位降深s’=4.4 m;

含水層滲透系數 K=5.3 m/d(取當地經驗值);

降水井的影響半徑 R=33.26 m

基坑面積等代為圓大井的半徑 r0=7.62 m;

單井降水時孔徑rw=0.05 m;

根據地下潛水抽水影響半徑的庫薩金經驗公式:r/min。

水泵:水泵選ZBJ型自吸離心泵，型號ZBJ100-12，吸上高度8 m，揚程12 m，流量50 m3/h。

PPR材料井管制作過程:將容易彎曲的Φ50 mm PPR料材管子裁剪成7.5～8.5 m長共9段，在被截斷后的 PPR材料管子末端1～1.5 m長度范圍內每隔5 cm穿一直徑Φ10 mm小圓孔，再用包網過濾布纏2層，即制作成井管及包網過濾器。

2.6 管井的沉設方法

PPR材料井管及包網過濾器制作完工后，開始沉設井管。沉設井管時，利用高壓水頭沖擊粉細砂層成孔，高壓水使粉細砂液化，當高壓水頭導入管向下送入粉細砂土中達到降水設計深度以下1 m時，迅速拔出導入管，這時粉細砂天然結構被高壓水頭破壞，形成一個圓柱形粉細砂液化通道，液化后的粉細砂對PPR管材摩阻力小，這時把準備好的Φ50 mmPPR井管順著液化通道迅速插入到井管設計深度即制作成井管，將各個井管熔接到集水管上，集水管可見圖2。

圖2 集水管示意圖

3 降水效果

根據實際測算，從開始到地下水位降至3.5 m，共用了2.5天，達到了預期目的，降水效果顯著，降水過程中的地下水位線圖見圖3。

圖3 降水漏斗曲線示意圖

4 結論及建議

(1)該降水方法設備簡單，容易操作，成本低，適宜用于具有相同水文地質條件的工程降水。

(2)降水過程中，若泵體出水口管中出現半管水或基坑水下降緩慢，可以隨時減少或增加井點，操作起來方便、可行。

(3)各井管在沉設過程中，井管底部應沉設至同一深度，防止空氣通過井管進入集水管影響整個抽水系統的正常工作。

(4)井管采用Φ50 mm PPR管材，PPR管材容易彎曲，容易與集水管進水口熔接，沉設和制作井管方便等特點。